某數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　某數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：通過(guò)工程設(shè)計(jì)方案的比較，介紹數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括合理計(jì)算系統(tǒng)的容量，合理的選擇供配電系統(tǒng)的方式及設(shè)備選擇，在保證可靠性、可用性、業(yè)主需求的前提下，避免過(guò)度規(guī)劃造成的浪費(fèi)，使電力耗能盡量降到合理的區(qū)間，使整個(gè)系統(tǒng)更加節(jié)能、高效。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心 供配電系統(tǒng) 過(guò)度規(guī)劃 可靠性 可用性 節(jié)能

2、 </p><p>　　中圖分類號(hào)：U665文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　當(dāng)今社會(huì)是信息社會(huì)，數(shù)據(jù)中心是信息社會(huì)的大腦與中樞。數(shù)據(jù)中心機(jī)房建設(shè)為數(shù)據(jù)中心提供關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施支持，而供配電系統(tǒng)是其非常重要的部分。數(shù)據(jù)中心的耗電量、電費(fèi)支出已成為新的電老虎，因此，需要倡導(dǎo)高效、節(jié)能。下面結(jié)合某數(shù)據(jù)

3、中心設(shè)計(jì)過(guò)程中的方案比較，介紹數(shù)據(jù)中心的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 </p><p>　　1、工程概況及各級(jí)別數(shù)據(jù)中心各級(jí)別技術(shù)要求 </p><p>　　本機(jī)房工程部分總建筑面積約為10600m2，地下一層，地上四層。地下一層為制冷機(jī)房，地上一層為變配電室及柴油發(fā)電機(jī)房，地上二層至四層為數(shù)據(jù)機(jī)房，分期建設(shè)，本期建設(shè)四層數(shù)據(jù)機(jī)房模塊一及其相關(guān)供配電系統(tǒng)。 </p><p>　

4、　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50174-2008）將數(shù)據(jù)中心分為A、B、C三個(gè)級(jí)別，見(jiàn)表1。 </p><p>　　表1GB50174-2008各級(jí)電子信息系統(tǒng)機(jī)房技術(shù)要求 </p><p>　　美國(guó)數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)ANSI/TIA942-2005將數(shù)據(jù)中心分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共4級(jí)，見(jiàn)表2。 </p><p>　　表1GB50174-2008各級(jí)電子信

5、息系統(tǒng)機(jī)房技術(shù)要求 </p><p>　　業(yè)主提出的要求按照T3級(jí)別建設(shè)，相當(dāng)于國(guó)標(biāo)的B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（部分設(shè)備及回路為提高的B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)），機(jī)柜按照5kW/臺(tái)設(shè)計(jì)。每層兩個(gè)機(jī)房模塊，每個(gè)模塊160臺(tái)機(jī)柜。 </p><p><b>　　2 、UPS系統(tǒng) </b></p><p>　　IT負(fù)荷計(jì)算見(jiàn)表3。 </p><p>　　表3

6、IT負(fù)荷計(jì)算表 </p><p>　　需要系數(shù)的選擇應(yīng)根據(jù)使用情況合理選用，不能一刀切。表中需要系數(shù)按0.8選取，因?yàn)楸竟こ虨檎?xiàng)目，需要系數(shù)一般均為0.6~0.8之間，本次選取比較保守，原設(shè)計(jì)選取0.95，過(guò)大。像亞馬遜等電商的數(shù)據(jù)中心一般選0.95，有時(shí)還需按1選擇。 </p><p>　　根據(jù)美國(guó)數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)ANSI/TIA942-2005中T3級(jí)技術(shù)要求，UPS為N+1模式即可，

7、選擇400kVA模塊化UPS 3臺(tái)，2用1備，另一路電源為市電，但另一路也預(yù)留開(kāi)關(guān)及UPS和電池組的空位，后期可根據(jù)實(shí)際情況，使部分區(qū)域?qū)崿F(xiàn)2N模式。原設(shè)計(jì)為2N模式，每路選擇1000kVA模塊化UPS 2臺(tái)，2用。方案修改前后UPS系統(tǒng)見(jiàn)圖一、圖二。 </p><p>　　圖一 原設(shè)計(jì)2N模式UPS單線系統(tǒng)圖 </p><p>　　圖二 修改方案后N+1模式UPS單線系統(tǒng)圖 </p

8、><p>　　本次修改設(shè)計(jì)與原設(shè)計(jì)均選用模塊化UPS，這種方式對(duì)于業(yè)主初期機(jī)柜較少的情況是最適合的，因?yàn)槟K可以分期安裝，靈活、便捷。 </p><p>　　3、柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng) </p><p>　　根據(jù)T3級(jí)技術(shù)要求，柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)為N+1模式，原系統(tǒng)見(jiàn)圖三。 </p><p>　　圖三 原設(shè)計(jì)柴油發(fā)電機(jī)單線系統(tǒng)圖 </p>&l

9、t;p>　　從圖中可見(jiàn)，油機(jī)為N+1模式，但是每個(gè)油機(jī)為兩個(gè)出線，構(gòu)成某種意義上的2（N+1）模式，表面上是提高了可用性等級(jí)，但實(shí)際上存在幾個(gè)問(wèn)題。首先，給并機(jī)控制增加相當(dāng)大的難度，并及時(shí)信號(hào)追蹤失敗的可能性非常大；其次，真正意義上的T4級(jí)別的數(shù)據(jù)中心要求油機(jī)設(shè)備本身為2（N+1）模式，而不是末端開(kāi)關(guān)設(shè)備和管線的備份；再次，增加多臺(tái)高壓開(kāi)關(guān)柜及相應(yīng)的管線。這無(wú)疑又增加了投資和安全隱患。 </p><p>　

10、　所以本次將方案做了調(diào)整，改為達(dá)到T3等級(jí)的的N+1模式，既滿足要求，又簡(jiǎn)單可靠。 </p><p>　　4、10kV供電系統(tǒng) </p><p>　　原設(shè)計(jì)10kV供電系統(tǒng)為6路電源，分三期建設(shè)，每期2路電源，一主一備。這樣做，好處是可以分期建設(shè)，各期之間完全獨(dú)立。但是由于數(shù)據(jù)中心用電量一般比較大，之前很多項(xiàng)目也設(shè)計(jì)10kV大容量回路，這樣從整體角度上考慮，可以有以下節(jié)約。第一，市電由6路

11、改為2路，設(shè)備、線路上節(jié)約；第二，與油機(jī)系統(tǒng)接口減少，亦為由6路減少至2路，節(jié)省投資及損耗；第三，占地面積減少。當(dāng)然，能否給大回路需跟當(dāng)?shù)毓╇娋譁贤?，本?xiàng)目供電局統(tǒng)一此方案。 </p><p>　　本次將方案調(diào)整為2路10kV進(jìn)線，見(jiàn)圖四。 </p><p>　　圖四 修改方案后供配電系統(tǒng)單線圖 </p><p><b>　　5、低壓配電系統(tǒng) </b

12、></p><p>　　IT設(shè)備配電未作修改，強(qiáng)電列頭柜位于一列機(jī)柜的兩端，由兩端列頭柜各提供一路電源給服務(wù)器。 </p><p>　　變壓器及低壓進(jìn)線、補(bǔ)償均設(shè)在一層IT配電室，通過(guò)母線接至四層UPS配電室低壓開(kāi)關(guān)柜，UPS配電室設(shè)置UPS及其相關(guān)進(jìn)出線開(kāi)關(guān)柜，盡量貼近負(fù)荷中心。 </p><p>　　對(duì)重要?jiǎng)恿υO(shè)備，例如精密空調(diào)、冷凍水泵等由兩路獨(dú)立電源，

13、末端互投方式供電，其中一路還需專門(mén)UPS供電，使市電失電時(shí)，精密空調(diào)和冷凍水泵繼續(xù)運(yùn)行，短時(shí)維持機(jī)房溫度，等待系統(tǒng)恢復(fù)或應(yīng)急系統(tǒng)啟動(dòng)。 </p><p><b>　　6、結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　設(shè)計(jì)中應(yīng)合理計(jì)算選用相關(guān)設(shè)備，合理規(guī)劃各系統(tǒng)及走線路由，在滿足需求的前提下，盡量減少投資，減少能耗。 </p><p>　　數(shù)據(jù)中心能達(dá)到哪

14、個(gè)級(jí)別，要綜合考慮各個(gè)系統(tǒng)，不是單純提高某個(gè)系統(tǒng)或單元的等級(jí)。系統(tǒng)也不是越龐大、越復(fù)雜越好，而是應(yīng)該盡量簡(jiǎn)單、可靠、可用。 </p><p>　　在分期建設(shè)數(shù)據(jù)中心，尤其是前期機(jī)柜數(shù)量很少，應(yīng)優(yōu)先選用模塊化UPS，既可以分期投入，又維修快速、方便。 </p><p>　　動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)備，只給直接維持冷環(huán)境的精密空調(diào)和冷凍水泵增加UPS電源，即使投資不過(guò)高，又能達(dá)到一定的效果。 </p&

15、gt;<p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 鐘景華，朱利偉，曹播，等．新一代綠色數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃與設(shè)計(jì)［Ｍ］．北京：電子工業(yè)出版社，2010. </p><p>　　[2] 中國(guó)電子工程設(shè)計(jì)院. GB 50174 - 2008 電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范［S］. 北京： 中國(guó)計(jì)劃出版社， 2009. </p>&

16、lt;p>　　[3] 中國(guó)聯(lián)合工程公司. GB 50052 - 2009 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］. 北京： 中國(guó)計(jì)劃出版社， 2010. </p><p>　　[4] 中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院. 09DX009 電子信息系統(tǒng)機(jī)房工程設(shè)計(jì)與安裝［M］. 北京： 中國(guó)計(jì)劃出版社，2009. </p><p>　　[5] Telecommunications Industry Associ